KR102521512B1 - 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조 공정에서 나오는 폐유기용제들을 정제한 후 최적 비율로 혼합하여 공업용으로 사용하기에 적합한 유기용제이며, 다양한 폐유기용제를 재활용하기에 친환경적인 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제에 관한 것으로서, 특히 반도체 제조 공정에서 나오는 폐유기용제들을 정제한 후 최적 비율로 혼합하여 공업용으로 사용하기에 적합한 유기용제이며, 다양한 폐유기용제를 재활용하기에 친환경적인 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제에 관한 것이다.
반도체의 제조 공정에서 사용되는 유기용제는 물에 잘 녹지 않는 물질들을 녹이는 특성을 가지며, 주로 세정액의 용도로 사용된다. 최근 첨단 전자기술의 발전으로 다양한 분야에서 반도체의 수요가 폭증함에 따라 반도체의 공급도 이를 따라가기 위해 증가하면서 유기용제의 사용량도 함께 증가하고 있다.
그러나, 반도체 제조 공정에서 사용되는 유기용제는 초고순도를 유지해야 하기에 1회성으로 사용되는 경우가 많으며, 최근에는 폐유기용제를 재활용하는 방법도 적용하고 있으나 정제에 필요한 시설 및 비용이 크기 때문에 리사이클링 유기용제 중 초고순도를 유지하는 정제품의 수량은 극히 한정적이다. 또한, 초고순도의 리사이클링 유기용제를 제조하는 과정에서도 폐액이 생기며 이를 재활용하는 방법도 한정적이기에 폐유기용제의 재활용에 대한 연구가 필요한 상황이다.
이와 관련하여, 한국등록특허공보 제10-2109403호는 반도체 제조 공정에서 사용된 신너의 폐액을 정제하고 재사용 가능한 신너 조성물을 수득하는 방법을 기재하고 있으나, 일부 성분만을 정제하였으며 다른 폐액에 대한 재활용 방법은 기재하지 않았다.
현재 알려져 있는 기존 발명들에서도 PMA, NMP, HBM 등의 화합물들을 개별적으로 정제하여 활용하는 기술은 개시되어 있으나 폐액에서 수득한 다양한 성분들을 최적의 비율로 조합하여 단일 성분 유기용제 대비 유기용제의 기능을 개선하는 기술은 연구가 많이 부족한 상황이다.
이에, 본 발명은 자원재활용관점에서 나머지 슬러지가 포함된 악조건의 폐액들을 분리 및 정제하고 이를 최적의 형태로 혼합하여 공업용 친환경 유기용제로 제조하였다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 반도체 제조 공정에서 나오는 폐유기용제들을 정제한 후 최적 비율로 혼합하여 공업용으로 사용하기에 적합한 유기용제이며, 다양한 폐유기용제를 재활용하기에 친환경적인 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제를 제공한다.
상기 목적은 PM 20~25중량%, PMA 35~40중량%, EL 25~30중량% 및 EEP 5~20중량%를 30~70℃의 온도에서 혼합한 후 혼합물을 냉각한 것인, 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제에 의해 달성될 수 있다.
구체적으로, 상기 혼합물 100중량부에 대하여 PCS 5~15중량부를 추가로 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 PM, PMA, EL, EEP및 PCS는 폐유기용제의 증류 및 여과를 통해 정제하여 수득한 재활용 유기용제일 수 있다.
구체적으로, 상기 혼합은 PM, PMA 및 EL을 1차로 혼합한 다음 1차 혼합물에 EEP를 첨가하여 2차 혼합한 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 폐유기용제는 반도체 제조 공정에서 사용된 폐유기용제일 수 있다.
본 발명에 따른 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제는 반도체 제조 공정에서 나오는 폐유기용제들을 정제한 후 최적 비율로 혼합하여 공업용으로 사용하기에 적합한 유기용제이며, 다양한 폐유기용제를 재활용하기에 친환경적이므로 가구 및 목재 코팅, 수지 코팅, 일반 페인트 등에 사용되는 공업용 신너로서 사용이 가능하다.
도 1은 일실시예에 따른 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제의 제조과정을 나타낸 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
본원의 일 측면은 PM 20~25중량%, PMA 35~40중량%, EL 25~30중량% 및 EEP 5~20중량%를 30~70℃의 온도에서 혼합한 후 혼합물을 냉각한 것인, 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제를 제공한다.
이하 도 1을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제의 제조 과정을 설명할 수 있다.
PM 20~25중량%, PMA 35~40중량%, EL 25~30중량% 및 EEP 5~20중량%를 30~70℃의 온도에서 혼합한 후 혼합물을 냉각하여 유기용제를 수득한다.
상기 PM은 프로필렌글리콜 메틸에테르 (Propylene glycol methyl ether, PGME, CAS no. 107-98-2)라 불리는 화합물로 반도체 제조 공정의 세정제, 화장품용 용제, 코팅제 등에 주로 사용된다.
만약 상기 PM이 20중량 미만으로 첨가될 경우 이로 인해 제조된 유기용제에PM의 코팅재 특성이 충분하게 나타나지 않을 수 있으며, PM이 25중량% 초과로 첨가될 경우 PM이 용해되지 않을 수 있다.
상기 PMA는 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 (Propylene glycol methyl ether acetate, PGMEA, CAS no. 108-65-6) 라 불리는 화합물로 반도체 제조 공정의 세정제, 화장품, 인쇄잉크, 레진 용제 코팅제 등에 주로 사용된다.
상기 EL은 에틸 락테이트 (Ethyl lactate, Ethyl 2-hydroxypropanoate, CAS no. 97-64-3)라 불리는 화합물로 약학조성물, 식품첨가물, 유기용제 등에 주로 사용된다
상기 EEP는 에틸-3-에톡시 프로피오네이트 (Ethyl-3-Ethoxy Propionate, Ethyl beta-ethoxypropionate, CAS no. 763-69-9)라 불리는 화합물로 반도체 세정제, 고체코팅, 정전기 스프레이코팅, 에나멜, 라커, 인쇄잉크 등에 주로 사용된다.
일 실시예에 있어서, 상기 PM, PMA, EL 및 EEP는 폐유기용제의 증류 및 여과를 통해 정제하여 수득한 재활용 유기용제일 수 있다.
구체적으로, 상기 폐유기용제는 반도체 제조 공정에서 사용된 폐유기용제일 수 있다.
상기 증류 및 여과는 상기 성분들의 정제가 가능하다면 화학 분야에서 잘 알려진 증류 및 여과를 제한없이 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 PM, PMA, EL 및 EEP는 순도 95% 이상, 더욱 구체적으로 순도 98%이상의 화합물을 사용하는 것일 수 있다.
만약 상기 혼합물을 30℃ 미만에서 혼합할 경우 PM, PMA, EL 및 EEP가 잘 섞이지 않을 수 있으며, 70℃ 초과에서 혼합할 경우 혼합과정에서 부산물이 생성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합은 PM, PMA 및 EL을 1차로 혼합한 다음 1차 혼합물에 EEP를 첨가하여 2차 혼합한 것일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 혼합물은 혼합물 100중량부에 대하여 PCS 5~15중량부를 추가로 포함하는 것일 수 있다.
상기 PCS는 프로필 셀로솔브 (Propyl CELLOSOLVE, Ethylene glycol propyl ether, CAS no. 2807-30-9)라 불리는 화합물로 페인트 첨가물로서 주로 사용된다.
일 실시예에 있어서, 상기 PCS는 폐유기용제의 증류 및 여과를 통해 정제하여 수득한 재활용 유기용제일 수 있다. 기존의 잉크 및 도료 분야에서는 부틸 셀로솔브 (Butyl Cellosolve, CAS no. 111-76-2)를 주로 사용하지만 산업안전보건법 기준 특수건강진단 대상물질로 지정되어 있어 이를 대체할 필요가 있다. 상기 PCS는 유독성이 낮고 반도체 제조 공정의 폐유기용제의 재활용을 통해 수득 가능하므로 친환경적인 유기용제로 활용할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
먼저, 반도체 제조 공정에서 사용된 폐유기용제를 증류 및 여과 과정을 통해 정제하여 PM, PMA, EL 및 EEP를 수득하였다. 각 화합물의 순도는 98%이상의 것을 사용하였다.
다음으로, PM 20중량%, PMA 40중량%, EL 30중량% 및 EEP 10중량%를 준비하고, 50℃의 온도에서 PM, PMA 및 EL을 먼저 혼합하여 1차 혼합물을 제조한 다음 EEP를 첨가하여 2차 혼합물을 제조한 후 혼합물을 냉각하여 유기용제를 수득하였다. 수득한 유기용제를 실시예 1로 명명하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었으나, 혼합 과정에서 혼합물에 PCS 중량%를 첨가하는 과정을 포함하여 제조된 유기용제를 실시예 2라 명명하였다.
Claims (3)
- 프로필렌글리콜 메틸에테르 20~25중량%, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 35~40중량%, 에틸 락테이트 25~30중량% 및 에틸-3-에톡시 프로피오네이트 5~20중량%를 30~70℃의 온도에서 혼합한 후 혼합물을 냉각한 것이고,
상기 혼합물 100중량부에 대하여 프로필 셀로솔브 5~15중량부를 추가로 포함하는 것인
폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 프로필렌글리콜 메틸에테르, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 에틸 락테이트, 에틸-3-에톡시 프로피오네이트및 프로필 셀로솔브는 폐유기용제의 증류 및 여과를 통해 정제하여 수득한 재활용 유기용제인 것인, 폐유기용제를 이용한 공업용 친환경 유기용제.
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